Studies on the adhesive method between reflecting-marking strap
and cement concrete road surface

Liu Jiaming
(Department of chemisitry,Zhang zhou Normal,Zhangzhou 363000)

Abstract A conjunct copdymer was obtained by radical conjnct copolymerization method under the condition, of air, temperaure(92~95°C), P-benzene diphenoh(termination agent), benzoyl peroxide(initiator), methylbenzene(solvent, methyl methacrylate [MMA]), butyl acrylate [BA], acrylic acid [AA] (monomers). Whth polyacrylic acid(PA), Zn²⁺ etc modifying the cement-road surface structure and conjunct copolymer being adhesive, the adherence between the reflecting-marking strap and coment road surface has been realized. In the meantime, crosslinking solidified mechanism of PA-2n²⁺, adhesive etc was also discussed.
Key words Road reflecting-marking Strap, Cement concrete road surface, Adherence
摘要 在空气气氛下，取甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯、丙烯酸等单体，以甲苯为溶剂、过氧化苯甲酰为引发剂，对-苯二酚为终止剂，于92~95°C进行自由基接枝共聚，获得-接枝共聚混合物。用聚丙烯酸、二价锌等修饰水泥路的表面结构，以接枝共聚混合物为粘合剂，实现道路反光标志带与水泥路面的粘接，同时讨论了PA-Zn²⁺、粘合剂等交联固化机理。
关键词 道路反光标志带 水泥路面 粘合

刘佳铭
(漳州师范学院化学系 漳州 363000)

         用丙烯酸树脂粘合剂(BD811，河南树脂厂),虽可使道路反光标志带(MS)粘合于水泥路面^[1]，但标志带易脱落。选择环氧树脂粘合，却固化慢，易剥落和散裂^[2] 。美国专利3920346，4040760，4069787，4236788与4681401等所涉及的胶粘剂，会使MS发生蠕动或移动，甚至冬季会降低粘合剂与MS之间的接合力^[3]。由此可见，MS与水泥。 路界面的粘接是急待解决的难题。本文用PA-Zn(聚丙烯酸铵盐与锌铵络和物之混合物)底涂剂修饰水泥路面结构，合成MMA(甲基丙烯酸甲酯，工业级，河南树脂厂，下同)-BA(丙烯酸丁酯)-AA(丙烯酸)共聚物为粘合剂，以二异氰酸酯为交联剂，二丁基锡二月桂酸盐为催化剂，实现了Z-1，2型(1，2分别指白、黄色)道路反光标志带(Z-MS)与水泥路面的粘合，实际应用效果比美国胶(E-44，美国3M公司)好。
1 实验部分
1.1 PA与MMA-BA-AA的合成
    按文献[4]方法合成聚丙烯酸的低聚合度共聚物(PA)，并配成浓度为5.0%(W/W)PA的甲苯溶液，其粘度(涂-4杯，25°C，下同)15S，作为水泥路面的底涂剂。
    在电动搅拌下加入BA、AA，水浴升温至60°C，于40min内滴加溶有BPO(过氧化苯甲酰)的MMA溶液，升温至92°C，维持92~95°C回流反应4h，用对苯二酚终止反应。冷却至25°C，其产率(%)为90，粘度87S，pH=4.5，得MMA-BA-AA粘合剂。
1.2 MS与水泥路面的粘合技术
    先用5.0%PA甲苯溶液喷洒水泥路面，待路面溶剂挥发干，再用1.0%ZnCl₂ EtOH淋湿，渗透15min，PA与Zn²⁺即发生凝胶化反应而封闭水泥路面毛细孔。继用MMA-BA-AA粘合剂、1.5%(W/W，占粘合剂的重量，下同)二异氰酸酯与0.1%二丁基锡二月桂酸盐等混匀，涂布于水泥路面及MS下表面，手指沾两表面有拉丝出现(约3~5min)时，即把MS粘合于水泥路面，5~10min后MS不移动。此时，用包有橡皮约90Kg重的石滚碾压，反复3次，隔15min通车。同时用丙烯酸树脂粘合剂(漳州、神州道路反光标志线制造有限公司粘合MS的粘合剂)、美国胶分别作对照试验。
1.3 粘合效果测试
1.3.1 粘合剂表干时间 测定水泥路面及MS表面的粘合剂手沾出现拉丝的时间(min)。
1.3.2 初粘不移动时间 测定MS开始粘合至手推MS不发生位移止所经历的时间(min)。
1.3.3 固化时间 测定MS开始粘合至揭开MS完全破碎所经历的时间(h)。
1.3.4 粘合强度 参照文献^[5]方法测定。
2 结果与讨论
2.1 水泥路表面结构的修饰
    水泥路由水泥、沙、石、水等凝固而成，其表面主成分是硅酸盐，属极性无机物。MMA-BA-AA粘合剂属弱极性高分子有机物。这两类极性相差较大的异类物质难于相溶粘合。当水泥路面喷洒5.0%PA甲苯溶液时，PA将沿毛细孔向水泥路面内部渗透、浸润，与后渗入的ZnCl₂氧化或螯合交联，同时形成分子内盐发生固化^[6]：
结果既改变了水泥路的表面结构，又封闭了水泥路表面，阻止水泥路内部的水分往上侵蚀路面上粘合剂，达到MS稳固粘合效果。
2.2 MS的粘合与粘合剂的固化
    由MMA-BA-AA的IR(用Avatar-360FTIR仪，薄膜法)cm^-1：3410(-OH)，1725(C=0)，1455~1165(-COOR )、960~920(-COOH)，表明共聚物的可能结构为：
    粘合剂与MS的组成(含橡胶、丙烯酸树脂及少量填料)极相似，且粘合剂中甲苯对橡胶、树脂的相溶性亦好，使得MS表面与粘合剂能相溶融合一体，同时粘合剂又与水泥路表面聚集的PA有机高分子(弱极性)的极性相似，界面间能相溶性粘合。粘合剂与二异氰酸酯在二丁基锡二月桂酸盐催化剂作用下的交联固化反应^[7]示意如下：
    粘合剂一旦固化，则MS-粘合剂-PA界面间将粘合成一整体，嵌入式地固定于水泥路面。这种粘合剂既含有MMA硬单体起到增强硬度的作用，又有BA软单体达到增塑目的，同时含有二异氰酸酯能发生交联固化，故比厂方丙烯酸树脂、美国胶有较好的粘合效果(表1)。
2.3 粘合效果